basalmembran eller basal lamina: är en mycket tunn hinna som vilar ovanpå de celler som tillverkar den. Basalmembranet är omkring 50 nanometer tjockt och fungerar som en gränsyta och ett filter mellan epitelceller och underliggande vävnad. Basalmembranet består av proteoglykaner, kollagen (typ IV) och glykoproteiner. Basalmembranet saknar alltså celler, och består endast av makromolekyler. Basalmembranen är en specialform av extracellulärmatrix, som alltså kan omge celler, som i fallet med muskel- och fettceller och runt stödjecellerna i det perifera nervsystemet. Det kan också ligga mellan två celltyper, de utgör till exempel gränsen mellan epitelceller och bindväv. Epitelcellerna fäster alltid vid ett basalmembran och de kan också röra sig längs det.
bindväv: vävnad som håller samman celler, organ och andra vävnadsstrukturer. Bindväven består av speciella celler och en mellansubstans.
ektoderm: (nylatin ectoderma, av ekto- och grekiska derma ”hud”), ektoblast, det yttre groddbladet i djurembryot, ett cellskikt som bildar embryots yttre avgränsning och som differentieras till den färdiga individens hud och nervsystem. Mjölkkörtlar, svettkörtlar och andra hudkörtlar bildas också från ektodermet, liksom hår, naglar, munhålans epitel och tändernas emalj. (Hovar, hornslidan hos slidhornsdjur, fåglarnas fjädrar och kräldjurens fjäll (vilka dock kan stödjas av benplåtar och liknande)). Ektodermet ger även upphov till delar av sinnesorganen: luktslemhinnan, smaklökarna, ögats lins och hinnlabyrinten i innerörat.
epitel: (nylatin epithelium, av epi- och grekiska thēlēʹ ’bröstvårta’), sammanfattande term för en stor grupp av specialiserade celler hos flercelliga djurarter. Gemensamt för de enstaka epitelcellerna är en relativt bestämd form, som kan vara kubisk, cylindrisk eller flakformig (skivepitel). Via intima direkta kontakter är epitelceller förbundna med varandra, epitelcellerna har ingen egen blodförsörjning utan skiljs via basalmembraner från intilliggande bindväv, som innehåller de nödvändiga försörjande blodkärlen.
groddskiva, embryonalplatta, embryodisk, blasten: stadium under embryoutvecklingen hos däggdjur och vissa andra djurgrupper. Preembryoperioden karakteriseras av att det befruktade ägget delar sig och att cellerna som bildas förflyttar sig (migrerar). På så sätt bildas en omkring millimeterstor groddskiva med tre lager av celler (groddblad). Hos däggdjur innehåller groddskivan de tre groddbladen ektoderm, mesoderm och endoderm.
mesoderm:(nylatin mesoderma, av meso- och grekiska derma "hud"), det mellersta groddbladet i det tidiga djurembryot, ett cellskikt som hos ryggradsdjur ger upphov till bl.a. muskler, blod och bindväv.
mesenkym: (nylatin meseʹnchyma, av meso- och grekiska enchyma "vätska", "lösning"), primitiv vävnad som under fosterutvecklingen bildas från mesodermet och som hos ryggradsdjur så småningom ger upphov till dels kroppens stödjevävnader, det vill säga bindväv, brosk och ben jämte muskler, dels några organsystem, bland annat blodkärlssystemet, urinorganen och könsorganen. Ibland kallas lite slarvigt mogen stödjevävnad med meskenkymalt ursprung hos en vuxen individ för "mesenkym".
odontogenes: den process under vilken tänder bildas. Den utgörs av flera stadier: t ex tandliststadiet, "the dental lamina stage", tandanlaget, "the bud stage", kronstadiet, "the cap stage", och bildningen av emaljklockan, "the bell stage". I odontogenesen ingår produktion av tandemalj (amelogenes), dentin (dentinogenes) och tandcement (cementogenes).
primordial: (senlat. primordialis ’allra först’, ’ursprunglig’, av latin primordium ’första början’, ’ursprung’, av primus ’först’ och ordior ’börja’), term för tidigt utvecklingsstadium t.ex. av ett organ eller en celltyp.
Generell tandutveckling (se mer under instuderingshjälp embryologi)
Föreläsare är Anders Linde (samt några PDF:er från Amel Lindes föreläsningar)
Embryogenes som leder till tandutveckling är länkat till hjärnanas utveckling, eftersom tänder uppkommer som ett resultat av "neurulation." Neural crest celler från mesencephalon och rhombencephalon påverkar hur maxillaris och mandibularis kommer att formas, och därmed också hur alveolarutskottet och tänderna kommer att bildas och se ut.
I 6-7:e fosterveckan syns de första tecknen på tandutveckling. Stomatodeum (primär munhåla hos ett embryo) kantas av ett ektodermalt epitelskikt (flerskiktat skivepitel) som täcker mesenkymal vävnad. Neural crest celler migrerar in i denna bindväv (mesenkym), som därmed kallas för ektomesenkym. De båda bandliknande epitelskikten är hästsskoformade och ska komma att representera de framtida tandbågarna i maxilla och mandibeln. En tandlist = dental lamina som senare ger upphov till tandorganen uppstår. Dental lamina kan sägas vara ett primordium till den ektodermala vävnaden som kommer att ge upphov till tandbildningen. Vid specifika platser i tandlisten (dental lamina) växer epitelskiktet ner i ektomesenkymet, så kallade tandplakoder (plakod = embryonal struktur med förtjockat epitel (endoderm), ett förstadium till mer specialiserad vävnad) bildas, där senare en tand kommer att utvecklas. För varje tand bildas ett tandorgan som består av både epitel och bindväv (ektomesenkym).(Veckorna som anges för de olika stadierna varierar något mellan olika litteratur.)
När cellerna börjar organiseras så bildas alltså ett tandorgan, som består av tre delar.
Det hättformande emaljorganet, "enamel organ", kommer alltså från det ektodermala orala epitelet och som senare kommer att blir grunden till emaljen.
Tandpapillen, "dental papilla" , som ger upphov till dentin och pulpa, och som omges av
den dentala follikeln, "dental sac" ,"dental follicle", som formger all stödjevävnad av tanden (periodontal vävnad).
Ektodermet (det orala epitetet) kommer alltså att ge upphov till emaljdelen av tanden och den mesenkymala vävnaden till resten av tandens delar.
Tanden utvecklas ur munnens epitel (beigerosa) och underliggande mesenkym (rosalila). Kommunikationen mellan vävnaderna sker med hjälp av signalmolekyler.
Epitelial-mesenkymal interaktion
Under det tidiga utvecklingsskedet har många organ gemensamma drag. Sekventiella och ömsesidiga epiteliala-mesenkymala interaktioner styr organogenesen, något som tandutvecklingen är ett utmärkt exempel på.
Tänderna bildas som en följd av epitelial-mesenkymal interaktion (EMI), interaktion mellan det orala epitelet och den underliggande mesenkymala vävnaden. Preameloblaster(PA) ger signaler till de närliggande preodontoblasterna (PO) att differentiera på ett koordinerad sätt. Det sker i vissa sekvenser, i en viss ordning och det ger upphov till det som kallas "gradient of terminal differentiation". Odontoblaster differentierar aldrig om "dental papilla" separeras från "enamel organ". Om inte de mesenkymala cellerna i "dental papilla" fick signaler från de ovanliggande epitelcellerna skulle alltså inga tänder bildas.
Det dentala basalmembranet(BM) finns från det att dental lamina bildas till attpredentin sekreras.
BM: medierarepitelial-mesenkymal interaktion.
Preameloblasternas terminala differentiering induceras av odontoblaster och predentin.
"Inductive signaling" under odontogenes:
För att producera en tand (eller något annat organ) så måste epitel och mesenkym kommunicera med varandra.
Det sker en molekylär dialog: signalmolekyler / receptorer; transkriptionsfaktorer, extracellulära matrixkomponenter etc samverkar på ett komplicerat sätt.
Några molekyler och klasser:
Tillväxtfaktorer:WNTs, BMPs (bone morphogenetic proteins), FGF (fibroblast growth factor), Shh (sonic hedgehog) Transkriptionsfaktorer:MSX1, MSX2 (både gen och genprodukt, därav samma namn; se nedan) Homeboxgener: familjer HOX,PAX,MSX, Homeboxgener = "verktygslådegener", vilket betyder att de utrycker proteiner som initierar andra geners uttryck. I många fall gäller detta uttryckandet av en viss sorts protein, en så kallad transkriptionsfaktor, vilken binder till DNA eller RNA under transkription eller translation och ökar effektiviteten av uttryckandet av andra gener. Med hjälp av dessa gener styr sedan verktygslådegenerna de nyutvecklade stamcellerna till sina respektive segment i kroppen, varifrån cellerna strömmar ut till kroppens olika delar och bildar de vävnader som behövs för att bilda en fullutvecklad individ. Dessa vandrande celler är bland annat neurallistceller (neural crest).
TGF-beta-superfamilj = stor genfamilj med signalprotein som besitter liknande egenskaper, i detta fall celltillväxt och specialisering. De signalerar för en stor del av formationen av vävnad och kroppsdelar under fosterutvecklingen. Men de är även viktig i senare stadium av utvecklingen då proteinerna fungerar som kontrollerare av tillväxt och specialisering. Ett vanligt kännetecken för TGF-β är att proteinerna är utsöndrade som ett inaktiverat komplex som följaktligen har liten eller ingen biologisk aktivitet tills att det latenta komplexet blir nedbrutet och molekylen blir en aktiv signalsubstans.
Pitx2: paired-like homeodomain 2, proteinkodande gen som kodar för medlemmar i homebox familjen RIEG/PITX. Proteinet som det kodar för fungerar som transkriptionsfaktor och har en viktig roll i utvecklingen av ögon, tänder och bukens organ.
BMP:bone morphogenetic proteins, BMP4 initierar tandutveckling från epitelet och BMP4 från mesenkym sätter igång bildandet av emaljknuten i epitelet under budstage (knoppstadiet). När epitelcellerna i tandens klockstadie spe- cialiserar sig och börjar producera emalj är det bmp4 från odontoblaster som startar ameloblasternas differentiering. Olika BMP sätter också igång differentieringen av odontoblaster som bildar dentin, cementoblaster som bildar cement och de benbildande osteoblasterna.
SHH : Sonic Hedgehog: namnet på både genen och proteinprodukten (som sekreras). Mycket viktig vid fosterutveckling, men har även viktiga funktioner hos den vuxna individen.
WNT: Wingless type integration (site).Wnts är sekrerade glykoproteiner och de innefattar nitton proteiner hos människor.
Wnt signaleringsvägen reglerar viktiga aspekter av cellmigration, cellpolaritet, neural utveckling och organogenes under fosterutvecklingen.
TNF:Tumor necrosis factor; det är en proinflammatorisk cytokin som är involverad i många processer i kroppen så som cellproliferation, celldifferentiering, koagulation och apoptos med mera.
p21:CDKN1A cyklin-dependent kinase inhibitor 1 A, regulerar cellcykelprocesser
Msx2:msh homebox 2, homeboxgen som kodar för protein som reglerar transkriptionsaktivitet och upprätthåller balans mellan överlevnad och apoptos för "neural-crest-derived" celler som är nödvändiga för normal kranio-facial utveckling.
Lef1: lymphoid enhancer binding factor, transkriptionsfaktor som är viktig för WNT-signalvägen
TGF-beta:transforming growth factor beta; tillväxtfaktor med receptorer på nästan alla kroppens celler
FGF:fibroblast growth factor, familj med tillväxtfaktorer som är involverade i bland annat angionenes, sårläkning och fosterutveckling med mera.
Edar: ectodysplasin A receptor och/eller proteinet ectodysplasin A1, ett protein med viktig funktion vid fosterutveckling
Ptc1: patched 1, receptor för Shh och fungerar som tumörsupressorgen
Glis: glis family zinc finger, transkriptionsfaktor
Runx2: runt related transcription 2, protein som är nödvändigt för bl.a osteoblast differentiering
Activin: tillväxt och differentieringsfaktor, finns olika typer, tillhör TGF-beta-superfamiljen.
Pax9: paired box 9, transkriptionsfaktor, behövs för normal tandutveckling
Fåglar med tänder
Ett exempel på detta är att tänder kan bildas hos en kyckling genom att molart mesenkym från ett musembryo arrangeras så att interaktion kan ske mellan musmesenkymet och kycklingepitelet. (Kollar och Fisher 1980). Detta visar att signalerna även kan passera över artgränser och att de förlorade (tysta) tandgenerna hos (de allra flesta) fåglar inte förhindrar att det kan bildas tänder hos fåglar om rätt förutsättningar induceras.
Experimentella metoder för att studera "induction" mellan tandepitel och mesenkym:
Separation av epitel och mesenkym; som tidigare nämnts kan ingen utveckling av tänder ske om epitel och mesenkym skiljs åt.
Vävnadsrekombination, som i exemplet ovan med kyckling och mus.
Användning av kulor som innehåller bioaktiva proteiner. Rätt bioaktiva proteiner startar den molekylära dialogen.
FGF8 (oralt ektoderm): Bestämmer de specifika ställen där tänder kan börja bildas
FGF8 inducerar mesenkymet att uttrycka transkriptionsfaktorer som är avgörande för tandinitiering (Lhx6 / 7, Pax9)
Effekterna av FGF8 antagoniseras av BMP.
Betydelsen av vissa molekyler för tandutvecklingen
Tandutveckling avstannar i ”bud stage” hos möss som saknar Msx1, Lef1, Activin B A, Runx2 och Pax9.
Mutation av den mänskliga MSX1 genen orsakar oligodontia (fler än 6 tänder saknas)
Homeobox genen Otx2 (Pitx2, RIEG) uttrycks i tandepitel hos möss under hela tandutvecklingen.
Mutation i den mänskliga motsvarigheten till denna gen orsakar (Axenfeld-)Rieger syndrom (ARS) (saknade tänder och defekter i navel och öga). Mutationer finns i tre varianter och det är följaktligen också tre gener som drabbats; typ 1 = PITX2 , typ 2 (förmodligen) FOXO1, typ 3 FOXC1.
att den första och andra kindtanden är sammansmälta
brist på polarisationen hos de emaljutsöndrande cellerna
reducerad epitelial proliferation
för tidig differentiering av de emaljutsöndrande cellerna
Cytodifferentieringen följer en gradient
Ömsesidig induktion och differentiering sker alltså; från kusptoppen till spetsen på "cervical loop" tills kronan bildats. När kronorna bildats och mineraliserats kommer tandens rötter att börja bildas. När rötterna hårdnat börjar tandens stödjevävnader att bildas (rotcementet, parodontala ligament och alveolarben). Därpå bryter den färdiga tandkronan ut i munhålan. Rotbildning och cementogenes fortskrider tills en funktionell tand med omkringliggande stödjevävnad har färdigbildats.
Terminal differentiering av preodontoblaster och preameloblaster innefattar:
utträde från cell cykeln
cellulär polarisation
syntes och sekretion av specifika predentin-/dentin- och emaljkomponenter
Utvecklingsstadierna är döpta efter formen på emaljorganet - "enamel organ".
Dental lamina stage
6-7 fosterveckan - primära epitellisten ="the primary epithelial band" (PEB) består av oralt ektodermsom förtjockats. Runt vecka 7 så har "the primary epithelial band" växt ner i ektomesenkymet och det delas upp i två delar, en buccalt lokaliserad "vestibular lamina" och en lingualt lokaliserad "dental lamina", tandlist. Dental lamina bidrar till tandutvecklingen, där bildas tandanlagen.
Bud stage
8-9 fosterveckan - bud stage (knoppstadiet) - den primära tandlisten, dental lamina, bildar epiteliala ansvällningar, knoppar," tooth buds" och utvecklas till fem tillväxtcentra – tandorgan - i varje kvadrant som så småningom blir fem mjölktänder. De orala epitelcellerna prolifererar alltså och en förtätning av cellerna orsakad av celldelning kan också ses. "Tooth bud" kallas också för "tooth germ" och översätts med tandanlag.
Cap Stage
10-13 fosterveckan - "cap stage" (hättstadiet) - epitelcellerna fortsätter att prolifiera och förtätas i ektomesenkymet och de ansamlade cellerna upphör att dela sig och producera extracellulärt matrix. Den del av den ektodermala knoppen som befinner sig mest basalt blir invaginerad av mesenkymet. De mesenkymala cellerna i och runt invaginationen kommer att kallas "dental papilla" (DP). Dental papilla (tandpapillen) kommer att ge upphov till dentin och tandpulpa. Själva hättan utgörs av den ektodermala epitelvävnaden och den kallas nu för "enamel organ" (emaljorganet), eftersom emaljorganet kommer att ge upphov till emaljen. (Som nämndes tidigare har alltså emaljen ektodermalt ursprung och resten av tanden (ekto)mesenkymalt ursprung, som i sin tur har sitt ursprung från neural crest celler.) Den konvexa delen av hättan, alltså outer enamel epithelium består av kubiskt epitel och den konkava delen av cylindriskt epitel som sedan kommer att förändras. Tandsäcken, "dental sac", bildas av stråk av ektomesenkym och avgränsar dentin- och emaljorgan från övrig bindväv.
"Enamel organ" (EO) består av "outer enamel epithelium" (OEE), "inner enamel epithelium" (IEE), "stellate reticulum" (SR) och "stratum intermedium" (SI). Dessa celler ger upphov till ameloblaster, som producerar emalj. Stället där "outer enamel epithelium" möter "inner enamel epithelium" kallas "cervical loop". När celler från "cervical loop" växer in i djupare vävnad bildas något som kallas "Hertwig’s epithelial root sheath", eller Hertwigs rotskida. Rotskidans form avgör vilken form tandroten sedan kommer att få.
Stellate reticulum är en grupp celler som ligger i mitten av emaljorganet i en tand som håller på att bildas. Dessa celler är stjärnformade och syntetiserar glykosaminoglykaner. När glykosaminoglykaner produceras, dras vatten in mellan cellerna och separerar dem. Mellanrummet mellan dem blir större och de behåller kontakten mellan sig med hjälp av desmosomer. Det resulterar i cellernas unika utseende. Stellate reticulum försvinner efter det att det första lagret av emalj har bildats.
Stratum intermedium är ett skikt som består av två eller tre celler mellaninner enamel epitheliumoch de nybildade cellerna i stellate reticulum. Det uppträder under klockstadiet. (Stratum intermedium har hög halt av alkaliska fosfataser.) Stratum intermedium bildar tillsammans med inner enamel epitheliumtandemaljen. Stratum intermedium är en del av emaljorganet.
IEE cellerna och DP cellerna hålls åtskilda av ett basalmembran, som försvinner när odontoblasterna differentierats.
"Under hättstadiet bildas primära emaljknutar, "enamel knots" i varje tandanlag, men deras roll i tandutvecklingen är ännu inte helt klarlagd. Den aktuella synen på emaljknutarna är att de är kluster av icke-delande (icke prolifierande) epitelceller. Dessa fungerar som signalcentrum och inducerar kuspbildning genom att producera olika signalämnen, till exempel BMP2, BMP4, fibroblast growth factor 4 (FGF4) och sonic hedgehog (SHH). När de primära emaljknutarna försvinner, bildas sekundära emaljknutar vid de framtida kusptopparna och dessa producerar liknande signalämnen som de primära. Dessa signalämnen representerar uttrycket av respektive gen vilket tyder på att tandutvecklingen står under stark genetisk kontroll." Ovan är citat från:http://dspace.mah.se/bitstream/handle/2043/15389/KU%20Ni%20Sa.pdf?sequence=2 (Kursivt är tillagt från PDF från föreläsning.)
"Cap stage": en enda primär "enamel knot" (EK).
Tidig "bell stage": det finns lika många sekundära "enamel knots som det finns kuspar.
"Enamel knots" påverkar tandens storlek och form.
Bell stage
13-15 fosterveckan - "bell stage" (klockstadiet) - utvecklingen av tandanlaget fortsätter och "enamel organ", emaljorganet bildar en klockliknande struktur = "bell". Emaljorganet antar kronans slutgiltiga form och cellerna differentierar till framför allt ameloblaster och odontoblaster, för att kunna bilda olika vävnader. Vid punkten där det inre och yttre emaljepitelet möts (cervikal loop), sker en kontinuerlig celldelning tills kronformen har bildats och från den här punkten utgår sedan epitelkomponenter som ingår i rotformationen. Tandorganen är nu färdigbildade i den primära tandlisten. En så kallad ersättningslist, initieras sedan där de permanenta tandanlagen kommer att bildas.
"Bell stage" kan delas in i ett tidigt och ett sent stadium.
Early bell stage:
”Secondary enamel knots” bildas
Proliferation sker
Late bell stage:
Terminal cytodifferentiation av preameloblaster och preodontoblaster sker.
Celler i stratum intermedium uppträder när ameloblasterna polariseras.
Dentin och emalj bildas
Dentin
De mesenkymala cellerna i den dentala papillen, "dental papilla" som ligger precis intill det inre emaljepitelet, "inner enamel epitehlium"differentierar till odontoblaster, vilka producerar predentin.
Cellerna deponerar det nyproducerade predentinet intill det inre emalj epitelet, "inner enamel epitehlium"ochcellerna "backar" sedan från det och lämnar predentin efter sig i sitt spår.Predentinet mineraliseras/kalcifieras senare och dentin bildas. Dentin bildas alltså från det område som ska komma att bli kronan, inåt och nedåt mot det område som kommer att blir pulpa och rot, alltså i cervikal riktning. Allt eftersom dentinet bildas drar sig odontoblasterna således mot mitten av "dental papilla" men deras utskott förblir inbäddade i dentinet och kallas "Tomes´ dentinal fibers" eller Tomes utskott.
Osteokalcinfinns i dentin, men ej i predentin, men det har inget med mineralbildning att göra. (Det släpps vid mineraliseringsfronten och är ett hormon.)
Odontoblasternas differentiering
Preameloblasternainstruerar de närliggande preodontoblasterna att differentiera i en speciell ordning, vilket ger upphov till en gradient med "terminal differentiation".
Odontoblasterna börjar differentieras av signaler från "inner enamel epithelium" (IEE).
Odontoblasternas differentiering initieras efter det att IEE celler börjat att förlängas och polariseras.
Då rotdentinet bildas elongerar inte IEE cellerna längre, med de signalerar fortfarande och får odontoblaster att differentiera.
Ektomesenkymala celler närmast den cellfria zonen blir större.
De ektomesenkymala cellerna delar sig med den mitotiska axeln vinkelrätt mot BM
Dottercellerna som är närmast BM och IEE blir (pre)odontoblaster.
De andra dottercellerna blir celler som tillhör "the subodontoblastic lager".
Odontoblasternas differentiering karakteriseras av elongering och polarisering.
Kärnan är basalt lokaliserad
Sekretoriska odontoblaster är post-mitotiska, polariserade, elongerade celler.
Cellerna i pulpanbehåller kapaciteten att differentiera till reparativa odontoblaster.
Ob = odontoblaster, cylindriska celler. Man ser tydligt de smala kanalerna (dentinal tubules), som löper från odontoblasterna genom predentinet och dentinet till gränsen mot emajlen. Dessa kanaler är mycket viktiga för bildningen och underhållet av dentin. Pd = predentin som inte ännu förkalkats D = dentin E = emalj Ab = ameloblaster, tydligt cylindriska celler B = käkben Dp = tandpulpa
Bildning av manteldentin
Mantel dentin = det första lagret av primär dentin som uppträder i början av dentinogenes. Manteldentin saknar "dentin tubules". ≈ 100 μm tjock hos människor.
Vesiklar från matrix knoppas av från odontoblast.
Membranbundna vesiklar i vilka de första mineralkärnorna finns uppstår.
Mineralkristallerna tillväxer, vesiklarna brister och smälter samman med angränsande kluster.
Matrixvesiklar
Mineralkärnor uppträder i vesiklar som har knoppats av från odontoblaster.
Oorganiska mineralkristaller (Hydraxiapatit) växer och smäter samman och deponeras extracellulärt i ett nätverk av kollagenfibriller.
Efter denna inledande fas, ändrar odontoblasterna sitt modus operandi
Dentinogenesis imperfecta
Typ I: kollagen mutation (jfr OGI)
Typ II: DSPP mutation (4q21-q23)
Under dentinogenes, finns en sub-odontoblastisk celltät zon.
Detta ersätts av en cellfri zon efter att dentinogenesen är klar.
Under dentinogenesen uuträder en så kallad predentin zon och den finns sedan alltid kvar
Predentin
Ligger vid den pulpala delen av dentin.
Mineraliserad organisk matrix, främst kollagen.
Tjocklek 10-30 μm beroende på läge och typ.
Bildas vid dentinogenesen och finns sedan närvarande så länge tanden lever.
Primärdentin
Utgör stor del av dentinet.
Produceras i hög hastighet under tandbildningen.
Sekundärdentin
I princip samma sak som primärdentin.
Produceras dock i betydligt långsammare takt.
Tertiärdentin
Bildas senare i livet beroende på trauma, karies, restaureringar osv ...
Morfologiska särdrag hos dentin
Dentintubuli med odontoblastprocesser når till dentin-emaljgränsen. Cytoplasmiska utskott som lämnats kvar allt eftersom dentinogenesen fortskridit.
Inkrementslinjer återspeglar att dentinen bildas/tillväxer rytmiskt (von Ebner linjer).
Sklerotisk dentin: dentinkanalerna har utplånats genom förkalkning- en fysiologisk åldersrelaterad förändring.
"Circumpulpal dentin"
Utgör huvuddelen av primärdentinet.
"Circumpulpal dentin" är uppdelad i:
Intertubulärt dentin:
Den huvudsakliga produkten från odontoblasterna under dentinogenes
Peritubulärt (intratubulärt) dentin:
Dentin utsöndras perifert till "dentin tubules": innehåller inga kollagenfibrer.
Circumpulpal dentinbildning
odontoblaster har blivit större och "junctional complex" har etablerats mellan dem.
matrixvesiklar bildas inte längre
prokollagen utsöndras tillsammans med en pool av PG i den proximala delen av predentin.
Ytterligare komponenter vid mineraliseringsgänsen är DPP, osteokalcin, och en andra pool av PG
Predentin
Predentin är lokaliserat mellan det mineraliserade dentinen och de aktiva odontoblasterna.
Består av ett nätverk av kollagenfibriller och PG.
Mognad av matrix
Nätverket är mindre tätt närmare cellkropparna eftersom de fibriller som bildats blir tjockare då kollagenmolekylerna tvärbinder.
Matrixkomponenter i dentin
Kollagen 85-90%: typ I samt små mängder typ V
Icke-kollagena makromolekyler 10-15%:
Dentin-specifika proteiner:
Icke-kollagena proteiner som finns i ben
Proteoglykaner
Tillväxt- / signaleringsfaktorer
Emalj
En högkristallin vävnad
Mogen emalj
96% (i vikt) oorganisk mineral
1-2% (vikt) organiskt material
3-4% (vikt) vatten
Emaljen är kroppens hårdaste vävnad och den enda hårdvävnad i kroppen som är av epitelialt ursprung. Emaljen är uppbyggd av emaljprismor, som består av buntar med mycket tätt packade och väl organiserade (calcium) hydroxidapatitkristaller. Varje prisma har bildats av fyra ameloblaster. Prismorna är orienterade från emalj-dentin-gränsen mot emaljytan. Det yttersta skiktet består av så kallad aprismatisk emalj. Emalj är semitransparent och det går alltså att delvis se igenom den. En tands färg avgörs därför till stor del av vilken färg dentinet har, som ju alltså skiner igenom. Sekretoriska ameloblaster bildar primäremalj som utgör hela emaljens tjocklek och är en organisk matrix. I primäremaljen finns det mineral och ca 30 %organsikt material. Om primäremalj dissekeras ut och undersöks så finner man att den inte är speciellt hård, föreläsaren liknar konsistensen vid kanten på en brieost. När ameloblasterna har producerat primäremalj så ändrar de karaktär. De blir lägre till sin form och hjälper nu till att avlägsnaorganisk substans. Mer och mer mineral kan bildas och emaljen kommer så småningom att mogna till 96 % mineral. Skillnaden mellan emaljbildning och dentinbildning är att predentin och dess mineralisering ligger väldigt nära varann i tid, de kan sägas ske samtidigt. Vad det gäller emalj sker alltså först bildning av en primäremalj (som alltså har sin fulla tjocklek, men ej sin fulla hårdhet) som sedan behöver tid på sig för att mogna till den definitiva emaljen.
Emaljbildningens övergripande steg
Matrixbildning när emaljproteinerna, till exempel amelogeniner, produceras och emaljen byggs upp till sin slutliga form och tjocklek.
Mineralisering, när den utsöndrade matrixen så gott som omedelbart mineraliseras till cirka 30 procent.
Mognadsfasen, när den slutliga mineralisationen äger rum.
Celler från det inre emaljepitelet, "inner enamel epthelium" differentierar i stället till ameloblaster, som producerar emalj. I takt med att dentinet bildas och mineraliseras differentieras preameloblasterna helt och blir så kallade sekretoriska ameloblaster, och de kan börja sekrera emaljmatrix.
Ameloblasternas differentiering börjar med att celler från "inner enamel epithelial cells" förlängs och deras intracellulära organeller reorienteras. De flesta typerna av epitelceller är polariserade och har en basal del som är i kontakt med basalmembranet och en apikal del där sekretion och absorption etc sker. När "inner enamel epithelial cells" differentierar till preameloblaster så orienteras den sekretoriska delen så att den kommer att hamna mot basalmembranet, alltså mot det som kallas "dentin enamel junction" (DEJ), det vill säga det som kommer att bli gränsen mellan emalj och dentin (emalj-dentin gränsen). Denna process kallas följaktligen för repolarisering. Ameloblasternarör sig alltså i andra riktningen jämfört med odontoblasterna, det vill säga från kanten av "inner enamel epthelium" i "stellate reticulum" uppåt mot det som kommer att bli tandens mest apikala del.
Efter att syntes och sekretion har slutförts av de sekretoriska ameloblasterna differentierar de och blir så kallade "maturation ameloblast". Deras uppgift är att svara för den fortsatta mineraliseringen av emaljen så att den hårdnar till sin fulla hårdhet, med ungefär 96 viktprocent mineral.
Differentiering av ameloblaster
ameloblaster tillverkar emalj
ameloblaster differentierar från "inner enamel epithelium"(IEE).
emaljorganceller är av ektodermalt ursprung.
progenitorcellerna är först tillplattade och senare kubiska med en centralt belägen kärna.
"Inductive stage"
Ameloblast differentieringinitieras genom närvaron av predentin.
IEE celler elongeras och blir preameloblaster.
Initialt sekretoriskt stadium
Polariteten förändras.
Preameloblasterna elongerar ytterligare och blir postmitotiska, polariserade, sekretoriska ameloblaster. De är runt 40 mikrometer långa, men bara ca 4 mikrometer breda. De är alltså väldigt långa och smala.
Inga "Tomes utskott" finns ännu.
Sekretoriska ameloblaster
Sekretoriska ameloblaster är polariserade, avlånga celler med cytoplasman full av organeller.
Ameloblasterna utsöndrar organisk matrix: framför allt emaljproteiner och enzymer
Tomes utskott bildas.
Tomes utskott är ameloblastens sekretoriska utskott. De har en triangulärt format avslut som kan liknas utseendemässigt vid ett spjälstaket (picket fence) och de secernerar primäremaljmatrix. Små vesiklar som innehåller primäremalj skickas ut från utskotten.
Ameloblaster utsöndrar emaljmatrix. Bredvid emaljskiktet finns smal zon med ameloblastist cytoplasma som ser ut att vara skild från den största delen av cellens massa genom en "terminal bar apparatus", som i själva verket utgörs av "tight junctions" mellan angränsande ameloblaster. Den smala zonen av apikal cytoplasma som syns nedanför "terminal bar apparatus" kallas Tomes utskott (vit pil). Inne i ameloblasternas cellkroppar ses sekretoriska granuler (svart pil) som frigörs genom exocytos.
Mognad(s ameloblaster) - "maturation stage"
Detta steg sker när primäremaljen har fått sin fulla tjocklek.
Ameloblasterna minskar i höjd, de blir kortare, men de är fortfarande mycket polariserade.
"Tomes utskott" försvinner.
En cyklisk process sker:
Vatten och organiskt material avlägsnas
Oorganiskt material läggs till
Detta reflekteras i morfologin:
Det är inte så att cellerna blir "ruffle ended" och "smooth ended" och sedan för alltid är differentierade så. De är omväxlande "ruffle ended" och "smooth ended". De kan byta morfologi och funktion ca 3-4 gånger.
"Ruffle-ended" - ameloblast - cellmembranet är kraftigt veckat, ungefär som hos en osteoclast. Syftet är att öka ytan för att fragment från primäremaljproteinerna som brutits ner ska kunna absorberas effektivt. Detta gör att emaljen så småningom då blir nästan helt mineraliserad. Det går från 30 % mineral till ca 96 %.
"Smooth ended" - ameloblast - utsöndrar (förmodligen) joner som neutraliserar pH och jonerna bygger också upp mineralkristallerna.
Emalj med full tjocklek utgörs först av primäremalj
Primäremalj innehåller ≈ 30% mineraler och höga halter av emaljproteiner
Emaljproteinerna avlägsnas med hjälp av proteaser (proteinnedbrytande enzymer) under mognadsfasen och (färdig) emalj bildas. Det intressanta är att det redan från början byggs in proteaser i primäremaljen. Till exempel MMP20 (matrixmetalloproteas). MMP20 hittades initialt i primärdentin, men har sedan hittats även på andra ställen i kroppen.
Amelogenin: Amelogeniner är en grupp proteiner, syntetiserade av ameloblasterna och involverade i amelogenesen i huvudsak under den sekretoriska fasen, dvs när utsöndringen av det organiska matrix sker. Hos människan har två gener för amelogenin identifierats, en på Y-kromosomen och den andra på X-kromosomens korta arm. Amelogeniner är hydrofoba proteiner, rika på aminosyrorna pralin, glutamin, leucin och histidin. De utgör 90% av de proteiner som utsöndras av ameloblastcellerna, de celler som bildar emaljen. Amelogeninerna försvinner sedan gradvis under emaljens
mognad och ersätts av apatit.
Enamelin involverad senare under emaljbildningen. Enamelin är det störta emaljproteinet. Enamelin är glykoliserat med hexosamin och sialinsyra. Det har både sura och basiska regioner, och har delar som är hydrofoba. Det finns koncentrerat där kristaller tillväxer och finns kvar efter det att emaljen
mognat. En möjlighet son föreslagits är att enarneliner kan påverka emaljkristallernas form och storlek.Mogen emalj innehåller förutom enamelin
lågmolekylära lipider och organiska syror som citronsyra och mjölksyra i mycket låga halter.
Ameloblastin/Sheathlin: är rikt på prolin, glycin och leucin. Det har molekylvikten 65-70 kD när det bildas, varefter det sönderdelas i mindre
delar under emaljens mognad. Man finner ameloblastin främst mellan kristallstavarna.
Tuftelin; surt protein som behövs för emaljmineralisationen
KLK4- kalikrein related peptidas 4, proteas
Enamelysin = MMP20 matrix metalloproteinas, bryter ner ECM och har roll i vävnadsmodulering och embryonal utveckling.
Mineralbildning under amelogenes
Mineralbildning kan eventuellt induceras av enamelin under den primära emaljbildningen. Förmodligen är det så att det räcker med att kristallbildningen sker närmast dentin-emalj gränskiktet för att kristallbildningen ska komma igång.
Detta ger långa, tunna, kontinuerliga kristaller.
Dessa växer i bredd och mognar till helt mineraliserad emalj, allt eftersom att de proteolytiska enzymerna avlägsnar amelogenin.
MMPs syntetiseras i en inaktiv proenzymatisk form som sedan kan aktiveras. Detta sker även här, MMPs finns i primäremaljmatrix redan från början och aktiveras när det är dags att bryta ner matrix. Även KLK-4 tillförs här på ett lite senare stadium. MMP finns alltså inbäddat i hela primäremaljmatrixens tjocklek och aktiveras inifrån vid EDJ. MMPs bryter ner amelogenin och ameloblastin med mera.
Nedbrytningen sker inte hur som helt, det finns ett system och nedbrytningen sker systematiskt. Det behöver vi inte kunna, men kontentan är att det finns en struktur kring nedbrytningen. Amelogenin är initialt väldigt hydrofobt, men ändrar karaktär då den bryts ner. Då blir den vattenlöslig och när nedbrytningen sker så fungerar en del av de nedbrutna komponenterna som signalsubstans. Det är alltså inte bara fragment som ska slängas utan vissa av dem har uppenbarligen en signalerande funktion. I dagsläget vet vi inte mycket om det, även om vi börjar förstå mer och mer.
Emaljmineralisering
De mineraliserade kristallerna deponeras i rät vinkel i förhållande till den sneda ytan på Tomes utskott.
Därför bildas emaljprismorna i en vinkel gentemot cellernas rörelseriktningen och ameloblasternas längdaxel. Cellerna backar ju och Tomes utskott har ett spetsigt avslut. Det gör alltså att kristallerna växer vinkelrätt mot hur ameloblasterna rör sig bakåt. Förmodligen är det så att det räcker med att kristallbildningen sker närmast dentin-emalj gränskiktet för att kristallbildningen ska komma igång.
Skyddande stadium - "protective stage"
Emaljmognaden är klar, den har nu mognat ut till sin fulla mineralgrad.
Ameloblasterna blir kubiska, de förlorar sin polarisation och hela sitt syntesmaskineri.
Ett basal lamina-liknande materialet utsöndras på emaljen: "enamel cuticle" eller emaljcuticula. De klär och skyddar emaljen som fortfarande ligger omgiven av mjukvävnad och inne i alveoler. Emaljcuticulanskyddar emaljenfrån att brytas ner och påverkas av exempelvis osteoclaster.
Emaljcuticulan varar till tanderuption, då den minskar och smälter samman med det orala epitelet.
Ameloblasters livscykel
"Typiskt tentafråga"
Initiation
Proliferation
Morfogenes
Organisation och differentiation
Sekretion
Maturation
Protektion
Ameloblaster är IEE-celler, det finns ett basalmembran som skiljer dem åt från tandpapillen
På grund av de olika signalerna börjar de elongera och hamnar i ett initialt sekretoriskt stadium
Sedan blir de till fullfjädrade sekretoriska ameloblaster med Tomes utskott som börjar att producera primärdentin.
De mognar sedan, förkortas och blir växelvis till "ruffle-ended" och "smooth ended" ameloblaster.
Slutligen hamnar de i det protektiva stadiet då de är ytterligare förkortade och har utsöndrat ett skyddande lager; emaljcuticuala.
A - ameloblaster B - emalj C - kondenserad epitelskikt D - kapillärer E - "terminal bars" F - Tomes" processes / utskott G - dentin H - dentin-emaljgränsen
Bildningen av emalj sker rytmiskt
Striae av Retzius, Retzius linjer. Retzius striae är inkrementlinjer, tillväxtlinjer, i emalj. På emaljytan syns de som räfflor, perikymata och är resultatet av stopp eller inbromsning av prismornas tillväxt. På tvärsnitt syns de som koncentriska ringar, på längdsnitt som en serie linjer. Man kan likna dem med årsringar hos ett träd och de är resultatet av den periodiska tillväxten av emaljen.
Perikymata - Perikymata (uttal: peri·ky·ma·ta, med betoning på i, y och efterföljande ma) är ytmanifestationen av Retzius inkrementlinjer.
Dentin-enamel junction, dentin-emaljgränsen, EDJ
"Enamel tufts", emaljbuskar = en mineralisationsföändring vid EDJ. Det finns kvar en del emaljproteiner.
Enamel lamellæ, emaljlameller - förskjutningar i emaljens kristallplan. När man tittar på tanden utifrån kan det se ut som om man har en spricka i tanden. Men det är inte en substansdefekt, det går inte att sticka ner en sond i, att det ser ut som en spricka är alltså ett optiskt fenomen.
"Enamel tufts", emaljbuskar indikeras av den vita pilen.
Ett strukturlöst yttre lager av emalj ca 30 um tjockt hittas oftast vid cervikalområdet och mindre ofta vid kusparna. Inga prismatiska konturer är synliga, och apatitkristallerna ligger parallellt med varandra och vinkelrätt mot Retzius striae. Detta skikt, kallas prismlös emalj, och det kan vara kraftigare mineraliserat. Gränsen mellan emalj och dentin (DEJ) utgöra av en vågig linje. Gränsen indikeras på bilden nedan av den svarta pilen. E står för emalj och D för dentin.
Störningar i emaljbildningen
En störning som drabbar de emaljbildande cellerna, ameloblasterna, under deras sekretions- och/eller mineralisationsfas kan ge upphov till en bestående defekt. Är störningen lokal till sin karaktär drabbar den enstaka tänder eller en grupp granntänder. Är störningen generell men under en begränsad tidsperiod av sjukdom eller miljö kan också ge upphov till en störning av generell karaktär.
Yttre, miljöbetingade emaljdefekter kan orsakas av generella eller lokala faktorer. Lokala orsaksfaktorer kan vara trauma, infektion eller strålning. Exempel på generella faktorer är bristtillstånd, sjukdomar, läkemedel eller andra kemiska medel i miljön. Fluor och tetracyklin är välkända kemiska medel som för- orsakar specifika störningar i emaljen. Näringsbrist, metaboliska störningar och infektionssjukdomar har också påståtts kunna förorsaka mineraliseringsstörningar.
Emaljbildningen är mycket känslig för miljömässiga faktorer:
hypoxi - syrebrist
undernäring (malnutrition)
för mycket fluor (fluoros) (kan ge bestående kraftig missfärgning och i allvarlig fall substantiella defekter) Det kan finnas mycket fluor i vattnet, vanligt i Tanzania.
tetracyklin (bredspektraantibiotika) - kan ge bestående kraftig missfärgning.
trauma - exempelvis slag, eller en infektion. Vanligt att barn till exempel får en smäll på en mjölktand, vilket påverkar tandanlaget för det permanenta tandanlaget under. Det är oftast inte en funktionell defekt utan har betydelse för utseendet. Mineraliserigen har störts så att vita fläckar bildats där mineraliseringen inte är 96 %. Emaljen är då mindre genomskinlig där och ser mer vit ut.
Bilden nedan visar missfärgning på grund av tetracyklin
Neonatallinjen
Neonatallinjen (NNL) kallas den inkrementlinje som oftast ses tydligast i primära tänders emalj och dentin. Linjen representerar hur långt emaljen respektive dentinet har bildats fram till födseln. NNL tecknar sig runt tandkronan, liknande en årsring i ett träd. Beroende på graviditetslängd och tandens utvecklingsstadium ses NNL i olika positioner beroende på tandgrupp (i primära tänder och första permanenta molaren) och individ. Födseln, som innebär en stor förändring för individen, påverkar även ameloblasterna och därav linjens uppkomst. Andra metaboliska eller fysikaliska större förändringar i kroppen under tandbildning ger också upphov till inkrementlinjer i emaljen. Beroende på vilken tand och var förändringar sitter går det alltså att tidsbestämma när förändringen skedde. Om ett barn till exempel drabbas av en febersjukdom när barnet är 2 månader kommer de att påverka de tandkronor som bildades då. Det kommer inte att påverka de tänder som inte ännu har undergått amelogenes.
Amelogenesis imperfecta
Amelogenesis Imperfekta (AI) är en genetiskt betingad mineraliseringsstörning som drabbar emaljen hos alla eller flertalet tänder i ett bett. (En västsvensk siffra säger att 1 på 4000 barn drabbas.) Sjukdomen orsakas av mutationer i de gener som reglerar amelogenesen. Ärftlighetsmönstret varierar. AI är en heterogen grupp av emaljstörningar med varierande grad av emaljhypoplasi, hypomineralisation eller bådadera. Termerna nedan, hypoplasi, hypermineralisation används oavsett orsaken till att defekten uppstått, alltså inte bara vid AI.
Flera gener kan vara defekta.
hypoplastisk typ - emaljvolym saknas (a-d). Primäremaljen har inte bildats på rätt sätt, det saknades emalj redan på det stadiet.
hypomaturationstyp / hypomineraliserad - tandformen är intakt, primäremaljen har bildats korrekt, men mineraliseringen har inte skett som den ska. (e-h)
hybridformer
Störningen är som regel mer uttalad i det permanenta bettet än det primära.
Amelogenin mutation
Hypoplastisk AI - eftersom det kvantitativ viktigaste proteinet i emaljmatrix är amelogenin så ger en defekt i den genen ett defekt protein, vilket då kommer att leda till hypoplasi.
Den första gen man kunde påvisa orsakade AI.
X-linked
Xp22
Enamelin mutation
Hypoplastisk AI - fel anatomisk form. Tänderna blir randiga.
Autosomalt dominant
4q21
MMP20 mutation
Hypomaturations, hypomineraliserat AI - ett proteas som är muterat. Anatomin är bra men eftersom emaljproteinerna inte kunnat avlägsna/brytas ner så har inte emaljen hårdnat som den ska.
Autosomalt recessivt
11q22
KLK-4 mutation
Hypomaturations, hypomineraliserad AI - i stort sett rätt form, men mineralisationen är inte defekt. På bilden syns även en melanininlagring i gingivan. Det är inget som har med KLK-4 mutationen att göra. Melanininlagring är vanligt förekommande och är egentligen ingen defekt.
Autosomalt recessivt
19q13
FAM83H mutation
Hypomineraliserad AI - någon sorts membranprotein som är stört.
Autosomalt dominant
8q24.3
Bristande emaljproduktion kan vara ett symtom som beror på ett syndrom (en ansamling av syntom)
exempelvis Jalilis syndrom:
autosomalt recessivt - individerna har en defekt i ögats stavar och tappar samt i emaljen.
mutation av CNNM4 genen på 2q11 - har en central betydelse vid emaljbildningen
”Molar incisor hypomineralisation” MIH
MIH är en utvecklingsstörning där emaljen på en till fyra permanenta första molarer är hypomineraliserad. Ofta finns samtidigt emaljopaciteter på incisiver. MIH orsakas av en störning i tidig emaljbildning. Etiologin är oviss. Prevalensen är 15–18 % hos svenska barn, varav ca 6 % har grava skador. 6or in incisiver bildas alltså ungefär samtidigt, vid födseln eller strax därefter. Det är också då som någonting händer som påverkar emaljen. Det finns teorier om vad, men ingen vet säkert (ex den ökade användningen av antibiotika). Förekomsten varierar mycket mellan olika årskullar. Det mest ett estetiskt problem.
Rotbildning
Det inre och yttre emaljepitelet (IEE, OEE) möts i det cervikala området och bildar den epiteliala rotskidan, Hertwigs epiteliala rotskida, Hertwig's root sheath = HERS som växer in i mesenkymet och börjar bildandet av roten. I rotskidan differentierar inte längre IEE celler till ameloblaster (inget emalj bildas alltså), men de inducerar fortfarande celler från "dental papilla" till att bli oontoblaster som kan bilda "rotdentin". Det sker på pulpasidan av HERS. När det är klart fragmenteras rotskidan och odifferentierade ektomesenkymala celler från "dental follicle" kan migrera till rotytan. Dessa celler differentierar till cementoblaster som sekrerar cementoid som mineraliseras och bildar rotcement. Fragment av HERS kallas "epithelial rests of Malassez" och de bildar ett nätverk kring roten i periodentalligamenten (PDL). "Epithelial rests of Malassez" funktion (om de har någon är i dag okänd.)
Bilden ovan:
Kronan har i stort sett bildats. Emaljen har i alla fall nått sin fulla tjocklek och mineraliserats. Preparatet är urkalkat och det vita som syns är tomrum där emaljen, som ju mest består av mineral har försvunnit.
Den emalj som inte försvunnit från snittet är preemalj som ska mineraliseras färdigt. Eftersom bildningen av tanden följer en gradient och börjar apikalt så är tanden mest klar vid kusparna.
Även dentin syns på bilden, men den är långt ifrån färdigbildad. Odontoblasterna håller fortfarande på att bilda primärdentin, men de har tid på sig, roten har inte börjat bildas ännu.
Rester av emaljorganet, med ameloblaster som blivit förkortade, nästan platta och hamnat i det protektiva stadiet finns, likaså rester av det yttre emaljepitelet som nu kallas för reducerat emaljepitel.
Längst ner syns att det inre och det yttre emaljepitelet möts och växer ihop, lite som en tub, eller en strumpa. Det ärHertwigs epiteliala rotskida.På samma sätt som IEE i kronan inducerade odontoblastbildning så inducerar nu IEE odontoblastbildning i roten, däremot ska de själva inte producera emalj. Emalj finns ju normalt inte i roten.
Bilden ovan:
Här har vi kommit lite längre än på den förra bilden. Kronan är helt klar och dentinbildningen har kommit betydligt längre.
Rotskidan syns tydligt, den består endast av OEE och IEE. De IEE-cellerna kommer att skicka en signal till tandpapillen så att det bildas odontoblaster på insidan. På bilden syns att det börjat ske, dentin har bildats apikalt i rotskidan. Allt eftersom dentinetbildas så börjar själva rotskidan att spricka upp, kvar blir epiteliala rester. När det epiteliala skiktet spricker upp så kommer mesenkymala celler på det nybildadedensitets utsida att börja bilda rotcement.
Cementoblasterna är celler av mesenkymalt ursprung som kommer från tandsäcken, "dental follicle", den bindväv som omger emaljorgan och tandpapill. Det finns två typer av rotcement, ett som täcker hela roten och ligger närmast roten. Det utgörs av ett tunt acellulärt skikt, alltså utan celler. Utanför det finns ett annat lager rotcement med celler i lakuner, alltså ettcellulärt lager. Detta lager ökar med stigande ålder. Det ser ut som i ben, där osteocyter ligger i lakuner, fast här är det cementocyter som ligger i lakuner. Från varje lakun löper canaliculi ut och i dessa finns tunna utskott från osteocyter, eller i detta fall cementocyter. Denna typ av cement finns mest vid rotspetsar och vid funktion (om det finns någon). Det finns de som hävdar att detta behövs då en tand erupterar något mer då dess krona slits. Detta rotcement skulle då alltså kompensera för det.
Rotcement är en mineraliserad kollagen vävnad. Mineralinnehållet är något lägre än ben. Cementoblaster är långväga osteoblastsläktingar och rotcement är benliknande, men inte ben. Rotcement har varken nerver eller kärl. Rotcement remodelleras inte, så som ben gör, däremot så kan rotcement läka om det skadats.
Det gula som syns på bilden är det första skiktet av rotcement, vars funktion är att skydda dentinet och förankra tanden i benet. I rotcementet kommer kollagena fibrer att förankra tanden i benet.
Eftersom HERS bryts upp apikalt allt eftersom dentinet bildas så tappar de epitelcellernakontakt med emaljorganet. HERS rotskida fortsätter dock att växa nedåt så långt som roten ska blir lång. HERS viker också av snett, något horisontellt, så som följaktligen också roten kommer att se ut.
Bilderna ovan:
(Bilden till vänster) Dentinet är smalt, det kommer att tillväxa, pulpan kommer att ta upp betydligt mycket mindre plats när tanden är färdigbildad.
(Bilden till höger, ett annat snitt.) Här ses predentin, dentin, odontoblaster, pulpa, HERS och cementoblaster.
Rotcement -sammanfattning
acellulärt cement
cellulärt cement med cementocyter i lakuner
mineraliserad kollagen vävnad med ett HAP innehåll på ca 45-55 %
liknar ben, men är det inte
har varken kärl eller nerver
remodelleras aldrig
HERS - sammanfattning
HERS består av OEEoch IEE
IEEsignalerar till mesenkymala celler att det ska
differentiera till odontoblaster och
börja bilda predentin som sedan blir till dentin.
Periodentalligament, PDL och "epithelial cell rests of Malassez ERM"
Periodontalligament omger roten. Då epitelskiktet från HERS spricker upp så bildas som nämndes ovan epiteliala rester, dessa upptäcktes av Malassez och är följaktligen döpta efter honom, alltså kallas de "epithelial cell rest of Malassez", ERM. Det är ett nätverk av epitelkroppar runt roten. Tandens rot omges alltså av periodontalligament och i det finns ett nätverk av epitel. Varför det är så och vad de har för funktion vet vi inte. Det vi vet är att eftersom det finns epitel så kan det bildas cystor.
Definitionen på en cysta är: ett epitelklätt hålrum. ERM kan alltså bidra till bildning av cystor.
Det spekuleras i att ERM har en funktion i att behålla tandroten intakt och bevara periodontalligamentet, PDL. Ben och tand med sitt rotcement skiljs bara åt av ett tunt bindvävsskikt. Varför växer de inte ihop? De kan de göra, exempelvis vid trauma. Det kallas då ankylos= benet har vuxit ända in i tanden. Periodontalligamentetgör att tanden har en viss flexibilitet, det är lite eftergivligt, Om tand och ben vuxit samman tappas den fjädrande effekten och det påverkar även akustiken. Om man knackar på en tand som drabbats av ankylos så låter det i hela huvudet på patienten.Periodontalligamenten har alltså även en akustiskt dämpande funktion. Det förändrade ljudet har också en diagnostiskt funktion, tandläkaren kan höra att det låter annorlunda när hen knackar med en sond på en ankylostand. (http://www.internetodontologi.se/dyn_main.asp?page=125)
Periodontalligament
syftet med PDL är att förankra tanden i benet
en relativt tät bindväv som fäster rotcementet i alveolarbenet
PDL-bredden är ca 0,15 - 0,4 mm, alltså mycket tunt
kollagenfiber går från rotcement till det kortikala benlagret (och filtben som finns i alveolerna).
Vid extraktion utnyttjas kunskap om dessa fiber. Först appliceras ett tryck nedåt på tanden, så att den belastar fibrerna. Sedan vickar och vrider man lite, detta upprepas och tandläkaren kan hålla på i flera minuter med detta. Till slut har de kollagena fibrerna belastats så mycket att de brustit och det går i princip bara att plocka ut tanden. Det är alltså bara PDL som gör att tanden sitter fast.
Funktionsmässigt menar Bengt att detta är en led, men morfologiskt menar Anders att det inte är det.
A - periodontalligament B - dentin C - cementum D - alveolarben E - epitelrester
"Sharpey's fibers"
Kollagena fiber sticker in i ben respektive in i rotcement. Både rotcement och alveolarbenet har ett eget matrix med kollagen. De kollagena fiber som kommer från PDL och som sticker in utifrån och förankrar tanden i alveolarbenet respektive cementet är de som kallas Sharpey's fiber.
Den delav kollagenfibern som är inbäddad i ben respektive cement kallas alltså "Sharpey's fiber". Följaktligen kallas den del av fibern som inte är förankrad i ben respektive cement inte för Sharpey's fiber, utan fibern är då bara en del av PDL.
I cementum är dessa fiber mineraliserade.
Ofta kallas felaktigt alla PDL-fiber "Sharpey's fiber"
A - dentin B - Sharpey's fibers C - intermediate plexus
Cellerna i periodontalligament
fibroblaster
odifferentierade mesenkymala celler
epitelceller (Malasez)
cementoblaster
osteoblaster
endotelceller (blodkärl)
nervaxoner och Schwam's cells
inflammatoriska celler (om det finns en inflammation vill säga)
Innervation av periodontalligament
PDL är väl inerverade med både myeliniserade och omyeliniserade fibrer. Inne i tanden finns det bara två typer av innervation. En autonom som styr blodkärlens diameter och smärtinnervation. Sensoriskt finns alltså bara smärtkänslighet. Om patienten inte vet vad tandläkaren gör så kan inte patienten känna skillnad på vilken typ av smärta som förekommer, om den beror på kyla, värme, eller mekaniskt tryck (slinta med sonden i dentinet). Dentinet är alltså smärtkänsligt, men kan inte skilja mellan olika typer av stimuli, bara smärta. I PDL finns dock en hel del innervation här är det välinnerverat med både myeliniserade och omyeliniserade fiber, mekanoreceptorer, tryckkänslighet med mera. Innervationen som gör att man känner till exempel vad man biter i sitter alltså i PDL. Till exempel då man biter i något hårt och en reflexbåge utlöses. Det är alltså inte i själva tanden som denna känslighet finns, utan i PDL.
Innerveringen har stor betydelse för tandens känslighet och för mastikation.
("Dental follicle" ektomesenkymala celler ansvarar också för bildningen av andra periodontala vävnader som kommer att bilda den håla i alveolarutskottet som tanden kommer att fästa i, alveoli dentales samt de kollagenrika periodontalligamenten som förankrar tanden i benet.)
"Late bell stage"
Alla dessa signaler är inte helt klarlagda, men det viktiga är att ha koll på mesenkymal-ektodermal interaktion. Grundprincipen är att mesenkymala signaler skickas till ektoderm, som sedan skickar signaler tillbaka.
Celler från det inre emaljepitelet, "inner enamel epthelium" förlängs, deras intracellulära organeller reorienteras och de differentierar till preameloblaster.Preameloblasterna blir sedan till postmitotiska polariserade ameloblaster som sedan differentieras helt (på grund av signaler som uppkommer i samband med bildningen av predentin) och blir så kallade sekretoriska ameloblaster, och de kan börja sekrera emaljmatrix.
Mesenkymala celler i "dental papilla" börjar differentieras av signaler frånpreameloblasterna i "inner enamel epithelium" (IEE) till preodontoblaster, som sedan utvecklas vidare till odontoblastervilka producerar predentin.Produktionen av predentin ger i sin tur signaler till depostmitotiska polariserade ameloblasternaatt differentiera till sekretoriska ameloblaster.
Eller, detta sker ialla fall samtidigt. Det behöver inte vara så att det är predentin som i sig gör att ameloblasterna blir till sekretoriskaameloblasteroch börjar producera emalj. Föreläsaren menar att det kan vara så att någon form av signal i alla fall bildas/sker då predentin bildas som i sin tur inducerar emaljproduktion. Det är svårt, menar han, att veta vad som är orsak och verkan.
Vaskularisering och innervation av tandanlag
Vaskulär tillförsel
"Cap stage": kluster av blodkärl i "dental sac" och "dental papilla"
"Bell stage" / histodifferentiation: antalet blodkärl ökar
Med åldern: minskad blodtillförsel till pulpan
"Enamel organ": avaskulär tills tidigt "Bell stage", vaskulariseras senare
Innervering
"Bud-cap stage": nervfiber närmars sig "dental follicle"
Innervation av "dental papilla": efter att dentinogenes initierats
Biomineralisering
Biomineralization: bildandet av mineralkristaller i en biologisk miljö.
Vad gör att en viss typ av mineralkristaller bildas på en speciell anatomisk position och vid en viss tidpunkt?
Ett biologisk problem!
När naturen har fulländat en effektiv metod används den i många olika situationer.
Det gör att olika system för biomineralisering uppvisar likheter - men detaljerna skiljer sig åt.
Mineralfasen
består av en kolinnehållande kalciumfattigt hydroxyapatit med ett visst innehåll av andra joner
HAP kristallerna är av en definierad storlek och form och organiseras på ett specifific sätt i olika vävnader
bildas av en väl kontrollerad process, inte genom utfällning beroende på massverkan.
Hydroxylapatit eller hydroxiapatit är en mineralförening. Det är en naturligt förekommande form av kalciumapatit, vilket är en kalcium-fosfat. I människan är den vanligaste formen specifikt hydroxyapatit Ca10(PO4)6(OH2). Den har en väldefinierad kristallstruktur.
Mineralkristaller innefattar tätt packade joner med väldefinierade avstånd och vinklar.
Kristallin struktur av hydroxiapatit.
Mineralbildning induceras genom heterogen kärnbildning:
Matrixkomponent(er) med en specifik geometri (liknande den i ett kristallplan) binder och organiserar joner så att mineralinducering börjar ske.
Kristallerna växer i storlek och får rätt form, genom två välkontrollerade processer. Matrixkomponenter kan binda till specifika kristallplan vilket påverkar kristalltillväxten.
Matrixkomponenter kan sålunda:
inducera kristallbildning
reglera kristalltypen
reglera kristallbildningshastigheten
reglera kristallstorleken
reglera kristallform
Den organiska matrixen har en reglerande roll och styr också kristalliseringens riktning
De ursprungliga mineralkristaller bildas i hålzoner i kollagenfibrer
kollagen har mer av en orienterande roll.
Det är antagligen NCP som inducerar bildning av mineralkristaller reglerar dem (typ, hastighet, storlek, form).
Tanderuption
Tandrörelser under eruption
Pre-eruptiv fas: fram till rotbildning
Eruptiv tandrörelse
Funktionell fas: posteruptiva tandrörelser
Eruptiva tandrörelser
Tanden förflyttas från sin position i benet till sitt funktionella läge i tandbåden.
Inträffar samtidigt som käken tillväxer.
Eruption och käktillväxt behövs för att en funktionell ocklusion ska uppnås.
Varför tanden erupterar vet vi idag inte, alltså vilka signaler som faktiskt driver upp den.
Flera stora steg sker under eruptionen:
Bildandet av en eruptiv väg:
Benresorption av osteoklaster behöver ske för att tanden ska kunna tränga fram. Vid problem med osteoclasterna hos en individ så kan tänderna ha bildats normalt, men tänderna kan inte komma fram. Det kallas för pseudoanodonti, alltså det är egentligen inte en brist på tänder, men tänderna kan inte eruptera. (Förekommer bland annat vid ett mycket ovanligt syndrom; GAPO.)
Resorption av mjölktand (odontoclaster/dentinoclaster enligt Anders så är de egentligen osteoclaster, fast de verkar på ett annat ställe) - när den permanenta tanden börjar trycka på mjölktandens rot så kommer mjölktandens rot att börja resorbera. Till slut finns det då inget som håller mjölktanden kvar och den kan falla ut.
Bildandet av rot med cementum fortsätter. Tanden är inte helt färdigbildad när den börjar eruptera. Det mesta är klart, kronan och största delen av roten är klart, men mest apikalt finns det lite kvar av roten som ska bildas och det kan tydligt ses på röntgenbilder.
Periodontalligamenten bildas.
"Dentogingival juction", "dento-gingival förbindelse" (DGJ) bildas när tanden tränger igenom epitelet.
Det reducerade tandepitelet (RDE) består av komprimerade ex-ameloblaster tillsammans med andra celler från emaljorganet.
När tanden har kommit fram så omges den av gingivaepitel som täpper till. Om man tittar ner i tandköttsfickan så ser man inte bindväv. Det är tätt, som en packning. Det är viktigt att detta (som alltså är DGJ) bildas korrekt. Tänderna kommer att utsättas för mekanisk påfrestning och plack, därför måste det sluta tätt.
När kronan är färdigbildad så finns emaljorganet kvar på kronan, men det ser inte ut som innan. De före detta ameloblasterna har sjunkit ihop och blivit platta och kubiska och hela den epiteliala strukturen har komprimerats och ligger på utsidan av emaljen. Det är runt 4-5 cellager tjockt. Tandepitelet är alltså reducerat. Det reducerade tandepitelet kommer att ligga på tanden under några år (beroende på vilken tand det är) tills det är dags för den att eruptera.
När tanden börjar närma sig det orala epitelet så kommer cellerna i RDE att börja prolifiera och växa till i tjocklek. Det förtjockade RDE kommer att smälta samman med det ovanliggande orala epitelet.
Det reducerade tandepitelet (RDE) på utsidan av den bildade emaljen.
RDE smälter samma med det orala epitelet.
Tanden erupterar således enbart genom epitel, inte bindväv. Det blir ingen blödning och ingen infektionsrisk och ingen bindväv blottas.
"Dentoepithelial junction" bildas av celler fästa vid emaljytan.
RDE ersätts gradvis av "junctional epithelium cells" som fäster i emalj (med hjälp av hemidesmosomer).
Gingivalfåran (gingival sulcus): utgörs av "junctional epithelium cells" vid basen och gingivalt epitel lateralt.
Ariklar
Dental Enamel Development: Proteinases and Their Enamel Matrix Substrates
Matrix-Mediated Mineralization in Enamel and the Collagen-Based Hard Tissues
av: Antonio Nanci, PhD, Charles E Smith, DDS, PhD
Protein- mediated enamel mineralization
av: Janet Moradian-Oldak1 Center for Craniofacial Molecular Biology, University of Southern California, Ostrow School of Dentistry, 2250 Alcazar St. Los Angeles, CA, 90033 USA
Repetition av några begrepp:
basalmembran eller basal lamina: är en mycket tunn hinna som vilar ovanpå de celler som tillverkar den. Basalmembranet är omkring 50 nanometer tjockt och fungerar som en gränsyta och ett filter mellan epitelceller och underliggande vävnad. Basalmembranet består av proteoglykaner, kollagen (typ IV) och glykoproteiner. Basalmembranet saknar alltså celler, och består endast av makromolekyler. Basalmembranen är en specialform av extracellulärmatrix, som alltså kan omge celler, som i fallet med muskel- och fettceller och runt stödjecellerna i det perifera nervsystemet. Det kan också ligga mellan två celltyper, de utgör till exempel gränsen mellan epitelceller och bindväv. Epitelcellerna fäster alltid vid ett basalmembran och de kan också röra sig längs det.
bindväv: vävnad som håller samman celler, organ och andra vävnadsstrukturer. Bindväven består av speciella celler och en mellansubstans.
ektoderm: (nylatin ectoderma, av ekto- och grekiska derma ”hud”), ektoblast, det yttre groddbladet i djurembryot, ett cellskikt som bildar embryots yttre avgränsning och som differentieras till den färdiga individens hud och nervsystem. Mjölkkörtlar, svettkörtlar och andra hudkörtlar bildas också från ektodermet, liksom hår, naglar, munhålans epitel och tändernas emalj. (Hovar, hornslidan hos slidhornsdjur, fåglarnas fjädrar och kräldjurens fjäll (vilka dock kan stödjas av benplåtar och liknande)). Ektodermet ger även upphov till delar av sinnesorganen: luktslemhinnan, smaklökarna, ögats lins och hinnlabyrinten i innerörat.
epitel: (nylatin epithelium, av epi- och grekiska thēlēʹ ’bröstvårta’), sammanfattande term för en stor grupp av specialiserade celler hos flercelliga djurarter. Gemensamt för de enstaka epitelcellerna är en relativt bestämd form, som kan vara kubisk, cylindrisk eller flakformig (skivepitel). Via intima direkta kontakter är epitelceller förbundna med varandra, epitelcellerna har ingen egen blodförsörjning utan skiljs via basalmembraner från intilliggande bindväv, som innehåller de nödvändiga försörjande blodkärlen.
groddskiva, embryonalplatta, embryodisk, blasten: stadium under embryoutvecklingen hos däggdjur och vissa andra djurgrupper.
Preembryoperioden karakteriseras av att det befruktade ägget delar sig och att cellerna som bildas förflyttar sig (migrerar). På så sätt bildas en omkring millimeterstor groddskiva med tre lager av celler (groddblad). Hos däggdjur innehåller groddskivan de tre groddbladen ektoderm, mesoderm och endoderm.
mesoderm: (nylatin mesoderma, av meso- och grekiska derma "hud"), det mellersta groddbladet i det tidiga djurembryot, ett cellskikt som hos ryggradsdjur ger upphov till bl.a. muskler, blod och bindväv.
mesenkym: (nylatin meseʹnchyma, av meso- och grekiska enchyma "vätska", "lösning"), primitiv vävnad som under fosterutvecklingen bildas från mesodermet och som hos ryggradsdjur så småningom ger upphov till dels kroppens stödjevävnader, det vill säga bindväv, brosk och ben jämte muskler, dels några organsystem, bland annat blodkärlssystemet, urinorganen och könsorganen. Ibland kallas lite slarvigt mogen stödjevävnad med meskenkymalt ursprung hos en vuxen individ för "mesenkym".
odontogenes: den process under vilken tänder bildas. Den utgörs av flera stadier: t ex tandliststadiet, "the dental lamina stage", tandanlaget, "the bud stage", kronstadiet, "the cap stage", och bildningen av emaljklockan, "the bell stage". I odontogenesen ingår produktion av tandemalj (amelogenes), dentin (dentinogenes) och tandcement (cementogenes).
primordial: (senlat. primordialis ’allra först’, ’ursprunglig’, av latin primordium ’första början’, ’ursprung’, av primus ’först’ och ordior ’börja’), term för tidigt utvecklingsstadium t.ex. av ett organ eller en celltyp.
Generell tandutveckling (se mer under instuderingshjälp embryologi)
Föreläsare är Anders Linde (samt några PDF:er från Amel Lindes föreläsningar)Embryogenes som leder till tandutveckling är länkat till hjärnanas utveckling, eftersom tänder uppkommer som ett resultat av "neurulation." Neural crest celler från mesencephalon och rhombencephalon påverkar hur maxillaris och mandibularis kommer att formas, och därmed också hur alveolarutskottet och tänderna kommer att bildas och se ut.
I 6-7:e fosterveckan syns de första tecknen på tandutveckling. Stomatodeum (primär munhåla hos ett embryo) kantas av ett ektodermalt epitelskikt (flerskiktat skivepitel) som täcker mesenkymal vävnad. Neural crest celler migrerar in i denna bindväv (mesenkym), som därmed kallas för ektomesenkym. De båda bandliknande epitelskikten är hästsskoformade och ska komma att representera de framtida tandbågarna i maxilla och mandibeln. En tandlist = dental lamina som senare ger upphov till tandorganen uppstår. Dental lamina kan sägas vara ett primordium till den ektodermala vävnaden som kommer att ge upphov till tandbildningen. Vid specifika platser i tandlisten (dental lamina) växer epitelskiktet ner i ektomesenkymet, så kallade tandplakoder (plakod = embryonal struktur med förtjockat epitel (endoderm), ett förstadium till mer specialiserad vävnad) bildas, där senare en tand kommer att utvecklas. För varje tand bildas ett tandorgan som består av både epitel och bindväv (ektomesenkym). (Veckorna som anges för de olika stadierna varierar något mellan olika litteratur.)
När cellerna börjar organiseras så bildas alltså ett tandorgan, som består av tre delar.
Ektodermet (det orala epitetet) kommer alltså att ge upphov till emaljdelen av tanden och den mesenkymala vävnaden till resten av tandens delar.
Tanden utvecklas ur munnens epitel (beigerosa) och underliggande mesenkym (rosalila). Kommunikationen mellan vävnaderna sker med hjälp av signalmolekyler.
Epitelial-mesenkymal interaktion
Under det tidiga utvecklingsskedet har många organ gemensamma drag. Sekventiella och ömsesidiga epiteliala-mesenkymala interaktioner styr organogenesen, något som tandutvecklingen är ett utmärkt exempel på.Tänderna bildas som en följd av epitelial-mesenkymal interaktion (EMI), interaktion mellan det orala epitelet och den underliggande mesenkymala vävnaden. Preameloblaster (PA) ger signaler till de närliggande preodontoblasterna (PO) att differentiera på ett koordinerad sätt. Det sker i vissa sekvenser, i en viss ordning och det ger upphov till det som kallas "gradient of terminal differentiation". Odontoblaster differentierar aldrig om "dental papilla" separeras från "enamel organ". Om inte de mesenkymala cellerna i "dental papilla" fick signaler från de ovanliggande epitelcellerna skulle alltså inga tänder bildas.
"Inductive signaling" under odontogenes:
Några molekyler och klasser:
Tillväxtfaktorer: WNTs, BMPs (bone morphogenetic proteins), FGF (fibroblast growth factor), Shh (sonic hedgehog)
Transkriptionsfaktorer: MSX1, MSX2 (både gen och genprodukt, därav samma namn; se nedan)
Homeboxgener: familjer HOX, PAX, MSX, Homeboxgener = "verktygslådegener", vilket betyder att de utrycker proteiner som initierar andra geners uttryck. I många fall gäller detta uttryckandet av en viss sorts protein, en så kallad transkriptionsfaktor, vilken binder till DNA eller RNA under transkription eller translation och ökar effektiviteten av uttryckandet av andra gener. Med hjälp av dessa gener styr sedan verktygslådegenerna de nyutvecklade stamcellerna till sina respektive segment i kroppen, varifrån cellerna strömmar ut till kroppens olika delar och bildar de vävnader som behövs för att bilda en fullutvecklad individ. Dessa vandrande celler är bland annat neurallistceller (neural crest).
TGF-beta-superfamilj = stor genfamilj med signalprotein som besitter liknande egenskaper, i detta fall celltillväxt och specialisering. De signalerar för en stor del av formationen av vävnad och kroppsdelar under fosterutvecklingen. Men de är även viktig i senare stadium av utvecklingen då proteinerna fungerar som kontrollerare av tillväxt och specialisering. Ett vanligt kännetecken för TGF-β är att proteinerna är utsöndrade som ett inaktiverat komplex som följaktligen har liten eller ingen biologisk aktivitet tills att det latenta komplexet blir nedbrutet och molekylen blir en aktiv signalsubstans.
Pitx2: paired-like homeodomain 2, proteinkodande gen som kodar för medlemmar i homebox familjen RIEG/PITX. Proteinet som det kodar för fungerar som transkriptionsfaktor och har en viktig roll i utvecklingen av ögon, tänder och bukens organ.
BMP: bone morphogenetic proteins, BMP4 initierar tandutveckling från epitelet och BMP4 från mesenkym sätter igång bildandet av emaljknuten i epitelet under budstage (knoppstadiet). När epitelcellerna i tandens klockstadie spe- cialiserar sig och börjar producera emalj är det bmp4 från odontoblaster som startar ameloblasternas differentiering. Olika BMP sätter också igång differentieringen av odontoblaster som bildar dentin, cementoblaster som bildar cement och de benbildande osteoblasterna.
SHH : Sonic Hedgehog: namnet på både genen och proteinprodukten (som sekreras). Mycket viktig vid fosterutveckling, men har även viktiga funktioner hos den vuxna individen.
WNT: Wingless type integration (site). Wnts är sekrerade glykoproteiner och de innefattar nitton proteiner hos människor.
Wnt signaleringsvägen reglerar viktiga aspekter av cellmigration, cellpolaritet, neural utveckling och organogenes under fosterutvecklingen.
TNF: Tumor necrosis factor; det är en proinflammatorisk cytokin som är involverad i många processer i kroppen så som cellproliferation, celldifferentiering, koagulation och apoptos med mera.
p21: CDKN1A cyklin-dependent kinase inhibitor 1 A, regulerar cellcykelprocesser
Msx2: msh homebox 2, homeboxgen som kodar för protein som reglerar transkriptionsaktivitet och upprätthåller balans mellan överlevnad och apoptos för "neural-crest-derived" celler som är nödvändiga för normal kranio-facial utveckling.
Lef1: lymphoid enhancer binding factor, transkriptionsfaktor som är viktig för WNT-signalvägen
TGF-beta: transforming growth factor beta; tillväxtfaktor med receptorer på nästan alla kroppens celler
FGF: fibroblast growth factor, familj med tillväxtfaktorer som är involverade i bland annat angionenes, sårläkning och fosterutveckling med mera.
Edar: ectodysplasin A receptor och/eller proteinet ectodysplasin A1, ett protein med viktig funktion vid fosterutveckling
Lhx: LIM homebox 6,7 transkriptionsprotein
Barx1: BARX homebox 1, homebox transkriptionsprotein
Dlx1: distal-less homebox 1, homebox transkriptionsreglering
Ptc1: patched 1, receptor för Shh och fungerar som tumörsupressorgen
Glis: glis family zinc finger, transkriptionsfaktor
Runx2: runt related transcription 2, protein som är nödvändigt för bl.a osteoblast differentiering
Activin: tillväxt och differentieringsfaktor, finns olika typer, tillhör TGF-beta-superfamiljen.
Pax9: paired box 9, transkriptionsfaktor, behövs för normal tandutveckling
Fåglar med tänder
Ett exempel på detta är att tänder kan bildas hos en kyckling genom att molart mesenkym från ett musembryo arrangeras så att interaktion kan ske mellan musmesenkymet och kycklingepitelet. (Kollar och Fisher 1980). Detta visar att signalerna även kan passera över artgränser och att de förlorade (tysta) tandgenerna hos (de allra flesta) fåglar inte förhindrar att det kan bildas tänder hos fåglar om rätt förutsättningar induceras.Experimentella metoder för att studera "induction" mellan tandepitel och mesenkym:
Odontogenetisk potential hos dentala vävnader:
Innan ”bud stage”:
Efter ”bud stage":
Tandinitiering:
Molekylär grund
Betydelsen av vissa molekyler för tandutvecklingen
Brist på funktionell "Sonic hedgehog" (http://sv.wikipedia.org/wiki/Sonic_hedgehog) (Shh) i tand epitel leder till att
Brist på funktionell "Smoothened" (http://en.wikipedia.org/wiki/Smoothened) i tandepitel leder till
Cytodifferentieringen följer en gradient
Ömsesidig induktion och differentiering sker alltså; från kusptoppen till spetsen på "cervical loop" tills kronan bildats. När kronorna bildats och mineraliserats kommer tandens rötter att börja bildas. När rötterna hårdnat börjar tandens stödjevävnader att bildas (rotcementet, parodontala ligament och alveolarben). Därpå bryter den färdiga tandkronan ut i munhålan. Rotbildning och cementogenes fortskrider tills en funktionell tand med omkringliggande stödjevävnad har färdigbildats.Terminal differentiering av preodontoblaster och preameloblaster innefattar:
Utvecklingsstadierna är döpta efter formen på emaljorganet - "enamel organ".
Dental lamina stage
6-7 fosterveckan - primära epitellisten = "the primary epithelial band" (PEB) består av oralt ektoderm som förtjockats. Runt vecka 7 så har "the primary epithelial band" växt ner i ektomesenkymet och det delas upp i två delar, en buccalt lokaliserad "vestibular lamina" och en lingualt lokaliserad "dental lamina", tandlist. Dental lamina bidrar till tandutvecklingen, där bildas tandanlagen.Bud stage
Cap Stage
"Enamel organ" (EO) består av "outer enamel epithelium" (OEE), "inner enamel epithelium" (IEE), "stellate reticulum" (SR) och "stratum intermedium" (SI). Dessa celler ger upphov till ameloblaster, som producerar emalj. Stället där "outer enamel epithelium" möter "inner enamel epithelium" kallas "cervical loop". När celler från "cervical loop" växer in i djupare vävnad bildas något som kallas "Hertwig’s epithelial root sheath", eller Hertwigs rotskida. Rotskidans form avgör vilken form tandroten sedan kommer att få.
Bell stage
"Bell stage" kan delas in i ett tidigt och ett sent stadium.
Early bell stage:
Late bell stage:
Celler i stratum intermedium uppträder när ameloblasterna polariseras.
Dentin och emalj bildas
Dentin
Odontoblasternas differentiering
Ob = odontoblaster, cylindriska celler. Man ser tydligt de smala kanalerna (dentinal tubules), som löper från odontoblasterna genom predentinet och dentinet till gränsen mot emajlen. Dessa kanaler är mycket viktiga för bildningen och underhållet av dentin.
Pd = predentin som inte ännu förkalkats
D = dentin
E = emalj
Ab = ameloblaster, tydligt cylindriska celler
B = käkben
Dp = tandpulpa
Bildning av manteldentin
Matrixvesiklar
Dentinogenesis imperfecta
Predentin
Primärdentin
Sekundärdentin
Tertiärdentin
Morfologiska särdrag hos dentin
"Circumpulpal dentin"
Utgör huvuddelen av primärdentinet.
"Circumpulpal dentin" är uppdelad i:
Intertubulärt dentin:
Den huvudsakliga produkten från odontoblasterna under dentinogenes
Peritubulärt (intratubulärt) dentin:
Dentin utsöndras perifert till "dentin tubules": innehåller inga kollagenfibrer.
Circumpulpal dentinbildning
Predentin
Matrixkomponenter i dentin
Dentin-specifika proteiner:
Emalj
En högkristallin vävnad
Mogen emalj
Emaljen är kroppens hårdaste vävnad och den enda hårdvävnad i kroppen som är av epitelialt ursprung. Emaljen är uppbyggd av emaljprismor, som består av buntar med mycket tätt packade och väl organiserade (calcium) hydroxidapatitkristaller. Varje prisma har bildats av fyra ameloblaster. Prismorna är orienterade från emalj-dentin-gränsen mot emaljytan. Det yttersta skiktet består av så kallad aprismatisk emalj. Emalj är semitransparent och det går alltså att delvis se igenom den. En tands färg avgörs därför till stor del av vilken färg dentinet har, som ju alltså skiner igenom. Sekretoriska ameloblaster bildar primäremalj som utgör hela emaljens tjocklek och är en organisk matrix. I primäremaljen finns det mineral och ca 30 % organsikt material. Om primäremalj dissekeras ut och undersöks så finner man att den inte är speciellt hård, föreläsaren liknar konsistensen vid kanten på en brieost. När ameloblasterna har producerat primäremalj så ändrar de karaktär. De blir lägre till sin form och hjälper nu till att avlägsna organisk substans. Mer och mer mineral kan bildas och emaljen kommer så småningom att mogna till 96 % mineral. Skillnaden mellan emaljbildning och dentinbildning är att predentin och dess mineralisering ligger väldigt nära varann i tid, de kan sägas ske samtidigt. Vad det gäller emalj sker alltså först bildning av en primäremalj (som alltså har sin fulla tjocklek, men ej sin fulla hårdhet) som sedan behöver tid på sig för att mogna till den definitiva emaljen.
Emaljbildningens övergripande steg
Celler från det inre emaljepitelet, "inner enamel epthelium" differentierar i stället till ameloblaster, som producerar emalj. I takt med att dentinet bildas och mineraliseras differentieras preameloblasterna helt och blir så kallade sekretoriska ameloblaster, och de kan börja sekrera emaljmatrix.
Ameloblasternas differentiering börjar med att celler från "inner enamel epithelial cells" förlängs och deras intracellulära organeller reorienteras. De flesta typerna av epitelceller är polariserade och har en basal del som är i kontakt med basalmembranet och en apikal del där sekretion och absorption etc sker. När "inner enamel epithelial cells" differentierar till preameloblaster så orienteras den sekretoriska delen så att den kommer att hamna mot basalmembranet, alltså mot det som kallas "dentin enamel junction" (DEJ), det vill säga det som kommer att bli gränsen mellan emalj och dentin (emalj-dentin gränsen). Denna process kallas följaktligen för repolarisering. Ameloblasterna rör sig alltså i andra riktningen jämfört med odontoblasterna, det vill säga från kanten av "inner enamel epthelium" i "stellate reticulum" uppåt mot det som kommer att bli tandens mest apikala del.
Differentiering av ameloblaster
"Inductive stage"
Initialt sekretoriskt stadium
Sekretoriska ameloblaster
Tomes utskott är ameloblastens sekretoriska utskott. De har en triangulärt format avslut som kan liknas utseendemässigt vid ett spjälstaket (picket fence) och de secernerar primäremaljmatrix. Små vesiklar som innehåller primäremalj skickas ut från utskotten.
Ameloblaster utsöndrar emaljmatrix. Bredvid emaljskiktet finns smal zon med ameloblastist cytoplasma som ser ut att vara skild från den största delen av cellens massa genom en "terminal bar apparatus", som i själva verket utgörs av "tight junctions" mellan angränsande ameloblaster. Den smala zonen av apikal cytoplasma som syns nedanför "terminal bar apparatus" kallas Tomes utskott (vit pil). Inne i ameloblasternas cellkroppar ses sekretoriska granuler (svart pil) som frigörs genom exocytos.Mognad(s ameloblaster) - "maturation stage"
En cyklisk process sker:
Detta reflekteras i morfologin:
Det är inte så att cellerna blir "ruffle ended" och "smooth ended" och sedan för alltid är differentierade så. De är omväxlande "ruffle ended" och "smooth ended". De kan byta morfologi och funktion ca 3-4 gånger.
Emalj med full tjocklek utgörs först av primäremalj
Amelogenin: Amelogeniner är en grupp proteiner, syntetiserade av ameloblasterna och involverade i amelogenesen i huvudsak under den sekretoriska fasen, dvs när utsöndringen av det organiska matrix sker. Hos människan har två gener för amelogenin identifierats, en på Y-kromosomen och den andra på X-kromosomens korta arm. Amelogeniner är hydrofoba proteiner, rika på aminosyrorna pralin, glutamin, leucin och histidin. De utgör 90% av de proteiner som utsöndras av ameloblastcellerna, de celler som bildar emaljen. Amelogeninerna försvinner sedan gradvis under emaljens
mognad och ersätts av apatit.
Enamelin involverad senare under emaljbildningen. Enamelin är det störta emaljproteinet. Enamelin är glykoliserat med hexosamin och sialinsyra. Det har både sura och basiska regioner, och har delar som är hydrofoba. Det finns koncentrerat där kristaller tillväxer och finns kvar efter det att emaljen
mognat. En möjlighet son föreslagits är att enarneliner kan påverka emaljkristallernas form och storlek.Mogen emalj innehåller förutom enamelin
lågmolekylära lipider och organiska syror som citronsyra och mjölksyra i mycket låga halter.
Ameloblastin/Sheathlin: är rikt på prolin, glycin och leucin. Det har molekylvikten 65-70 kD när det bildas, varefter det sönderdelas i mindre
delar under emaljens mognad. Man finner ameloblastin främst mellan kristallstavarna.
Tuftelin; surt protein som behövs för emaljmineralisationen
KLK4- kalikrein related peptidas 4, proteas
Enamelysin = MMP20 matrix metalloproteinas, bryter ner ECM och har roll i vävnadsmodulering och embryonal utveckling.
Mineralbildning under amelogenes
Emaljmineralisering
De mineraliserade kristallerna deponeras i rät vinkel i förhållande till den sneda ytan på Tomes utskott.Därför bildas emaljprismorna i en vinkel gentemot cellernas rörelseriktningen och ameloblasternas längdaxel. Cellerna backar ju och Tomes utskott har ett spetsigt avslut. Det gör alltså att kristallerna växer vinkelrätt mot hur ameloblasterna rör sig bakåt. Förmodligen är det så att det räcker med att kristallbildningen sker närmast dentin-emalj gränskiktet för att kristallbildningen ska komma igång.
Skyddande stadium - "protective stage"
Ameloblasters livscykel
"Typiskt tentafråga"A - ameloblaster
B - emalj
C - kondenserad epitelskikt
D - kapillärer
E - "terminal bars"
F - Tomes" processes / utskott
G - dentin
H - dentin-emaljgränsen
Bildningen av emalj sker rytmiskt
"Enamel tufts", emaljbuskar indikeras av den vita pilen.
Ett strukturlöst yttre lager av emalj ca 30 um tjockt hittas oftast vid cervikalområdet och mindre ofta vid kusparna. Inga prismatiska konturer är synliga, och apatitkristallerna ligger parallellt med varandra och vinkelrätt mot Retzius striae. Detta skikt, kallas prismlös emalj, och det kan vara kraftigare mineraliserat. Gränsen mellan emalj och dentin (DEJ) utgöra av en vågig linje. Gränsen indikeras på bilden nedan av den svarta pilen. E står för emalj och D för dentin.
Störningar i emaljbildningen
En störning som drabbar de emaljbildande cellerna, ameloblasterna, under deras sekretions- och/eller mineralisationsfas kan ge upphov till en bestående defekt. Är störningen lokal till sin karaktär drabbar den enstaka tänder eller en grupp granntänder. Är störningen generell men under en begränsad tidsperiod av sjukdom eller miljö kan också ge upphov till en störning av generell karaktär.Yttre, miljöbetingade emaljdefekter kan orsakas av generella eller lokala faktorer. Lokala orsaksfaktorer kan vara trauma, infektion eller strålning. Exempel på generella faktorer är bristtillstånd, sjukdomar, läkemedel eller andra kemiska medel i miljön. Fluor och tetracyklin är välkända kemiska medel som för- orsakar specifika störningar i emaljen. Näringsbrist, metaboliska störningar och infektionssjukdomar har också påståtts kunna förorsaka mineraliseringsstörningar.
Emaljbildningen är mycket känslig för miljömässiga faktorer:
Bilden nedan visar missfärgning på grund av tetracyklin
Neonatallinjen
Neonatallinjen (NNL) kallas den inkrementlinje som oftast ses tydligast i primära tänders emalj och dentin. Linjen representerar hur långt emaljen respektive dentinet har bildats fram till födseln. NNL tecknar sig runt tandkronan, liknande en årsring i ett träd. Beroende på graviditetslängd och tandens utvecklingsstadium ses NNL i olika positioner beroende på tandgrupp (i primära tänder och första permanenta molaren) och individ. Födseln, som innebär en stor förändring för individen, påverkar även ameloblasterna och därav linjens uppkomst. Andra metaboliska eller fysikaliska större förändringar i kroppen under tandbildning ger också upphov till inkrementlinjer i emaljen. Beroende på vilken tand och var förändringar sitter går det alltså att tidsbestämma när förändringen skedde. Om ett barn till exempel drabbas av en febersjukdom när barnet är 2 månader kommer de att påverka de tandkronor som bildades då. Det kommer inte att påverka de tänder som inte ännu har undergått amelogenes.
Amelogenesis imperfecta
Amelogenesis Imperfekta (AI) är en genetiskt betingad mineraliseringsstörning som drabbar emaljen hos alla eller flertalet tänder i ett bett. (En västsvensk siffra säger att 1 på 4000 barn drabbas.) Sjukdomen orsakas av mutationer i de gener som reglerar amelogenesen. Ärftlighetsmönstret varierar. AI är en heterogen grupp av emaljstörningar med varierande grad av emaljhypoplasi, hypomineralisation eller bådadera. Termerna nedan, hypoplasi, hypermineralisation används oavsett orsaken till att defekten uppstått, alltså inte bara vid AI.Flera gener kan vara defekta.
Störningen är som regel mer uttalad i det permanenta bettet än det primära.
Amelogenin mutation
Enamelin mutation
MMP20 mutation
KLK-4 mutation
FAM83H mutation
Bristande emaljproduktion kan vara ett symtom som beror på ett syndrom (en ansamling av syntom)
exempelvis Jalilis syndrom:”Molar incisor hypomineralisation” MIH
MIH är en utvecklingsstörning där emaljen på en till fyra permanenta första molarer är hypomineraliserad. Ofta finns samtidigt emaljopaciteter på incisiver. MIH orsakas av en störning i tidig emaljbildning. Etiologin är oviss. Prevalensen är 15–18 % hos svenska barn, varav ca 6 % har grava skador. 6or in incisiver bildas alltså ungefär samtidigt, vid födseln eller strax därefter. Det är också då som någonting händer som påverkar emaljen. Det finns teorier om vad, men ingen vet säkert (ex den ökade användningen av antibiotika). Förekomsten varierar mycket mellan olika årskullar. Det mest ett estetiskt problem.
Rotbildning
Det inre och yttre emaljepitelet (IEE, OEE) möts i det cervikala området och bildar den epiteliala rotskidan, Hertwigs epiteliala rotskida, Hertwig's root sheath = HERS som växer in i mesenkymet och börjar bildandet av roten. I rotskidan differentierar inte längre IEE celler till ameloblaster (inget emalj bildas alltså), men de inducerar fortfarande celler från "dental papilla" till att bli oontoblaster som kan bilda "rotdentin". Det sker på pulpasidan av HERS. När det är klart fragmenteras rotskidan och odifferentierade ektomesenkymala celler från "dental follicle" kan migrera till rotytan. Dessa celler differentierar till cementoblaster som sekrerar cementoid som mineraliseras och bildar rotcement. Fragment av HERS kallas "epithelial rests of Malassez" och de bildar ett nätverk kring roten i periodentalligamenten (PDL). "Epithelial rests of Malassez"funktion (om de har någon är i dag okänd.)
Bilden ovan:
Bilden ovan:
Bilderna ovan:
Rotcement - sammanfattning
HERS - sammanfattning
Periodentalligament, PDL och "epithelial cell rests of Malassez ERM"
Periodontalligament omger roten. Då epitelskiktet från HERS spricker upp så bildas som nämndes ovan epiteliala rester, dessa upptäcktes av Malassez och är följaktligen döpta efter honom, alltså kallas de "epithelial cell rest of Malassez", ERM. Det är ett nätverk av epitelkroppar runt roten. Tandens rot omges alltså av periodontalligament och i det finns ett nätverk av epitel. Varför det är så och vad de har för funktion vet vi inte. Det vi vet är att eftersom det finns epitel så kan det bildas cystor.
Definitionen på en cysta är: ett epitelklätt hålrum.
ERM kan alltså bidra till bildning av cystor.
Det spekuleras i att ERM har en funktion i att behålla tandroten intakt och bevara periodontalligamentet, PDL. Ben och tand med sitt rotcement skiljs bara åt av ett tunt bindvävsskikt. Varför växer de inte ihop? De kan de göra, exempelvis vid trauma. Det kallas då ankylos = benet har vuxit ända in i tanden. Periodontalligamentet gör att tanden har en viss flexibilitet, det är lite eftergivligt, Om tand och ben vuxit samman tappas den fjädrande effekten och det påverkar även akustiken. Om man knackar på en tand som drabbats av ankylos så låter det i hela huvudet på patienten. Periodontalligamenten har alltså även en akustiskt dämpande funktion. Det förändrade ljudet har också en diagnostiskt funktion, tandläkaren kan höra att det låter annorlunda när hen knackar med en sond på en ankylostand. (http://www.internetodontologi.se/dyn_main.asp?page=125)
Periodontalligament
A - periodontalligament
B - dentin
C - cementum
D - alveolarben
E - epitelrester
"Sharpey's fibers"
A - dentin
B - Sharpey's fibers
C - intermediate plexus
Cellerna i periodontalligament
Innervation av periodontalligament
Exempel på nervslut i PDL
Innerveringen har stor betydelse för tandens känslighet och för mastikation.
("Dental follicle" ektomesenkymala celler ansvarar också för bildningen av andra periodontala vävnader som kommer att bilda den håla i alveolarutskottet som tanden kommer att fästa i, alveoli dentales samt de kollagenrika periodontalligamenten som förankrar tanden i benet.)
"Late bell stage"
Vaskularisering och innervation av tandanlag
Vaskulär tillförsel
Innervering
Biomineralisering
Biomineralization: bildandet av mineralkristaller i en biologisk miljö.
Mineralfasen
Hydroxylapatit eller hydroxiapatit är en mineralförening. Det är en naturligt förekommande form av kalciumapatit, vilket är en kalcium-fosfat. I människan är den vanligaste formen specifikt hydroxyapatit Ca10(PO4)6(OH2). Den har en väldefinierad kristallstruktur.
Mineralkristaller innefattar tätt packade joner med väldefinierade avstånd och vinklar.
Kristallin struktur av hydroxiapatit.
Mineralbildning induceras genom heterogen kärnbildning:
Kristallerna växer i storlek och får rätt form, genom två välkontrollerade processer. Matrixkomponenter kan binda till specifika kristallplan vilket påverkar kristalltillväxten.
Matrixkomponenter kan sålunda:
Den organiska matrixen har en reglerande roll och styr också kristalliseringens riktning
Tanderuption
Tandrörelser under eruption
Eruptiva tandrörelser
Flera stora steg sker under eruptionen:
Bildandet av en eruptiv väg:
"Dentogingival juction", "dento-gingival förbindelse" (DGJ) bildas när tanden tränger igenom epitelet.
Det reducerade tandepitelet (RDE) på utsidan av den bildade emaljen.
RDE smälter samma med det orala epitelet.
Källor och länkar
http://www.tandlakartidningen.se/wp-content/uploads/2013/02/Vet-s-66–69.pdf
http://www.ne.se/uppslagsverk/encyklopedi/lång/per-ingvar-brånemark
http://www.slideshare.net/hussainceta/ten-cates-oral-histology-development-structure-and-function?related=1
http://www.uky.edu/~brmacp/oralhist/html/ohtoc.htm
http://audilab.bmed.mcgill.ca/HA/html/oc_33_E.html
http://iust.edu.sy/courses/The%20Tooth-Supporting%20Structures.pdf
http://www.fidanoski.ca/dentalhygiene/oralhistology/index.html
http://www.ehd.org/resources_bpd_illustrated.php?page=3&language=87
http://www.slideshare.net/hussainceta/ten-cates-oral-histology-development-structure-and-function?related=1
https://courses.stu.qmul.ac.uk/smd/kb/microanatomy/oralbio/prac1/index.htm
http://course.jnu.edu.cn/yxy/eruption/zuzhitupu/Cards/tth/11_bb.html
https://www.youtube.com/user/UMichDent?feature=hovercard
http://compbio.med.harvard.edu/ToothCODE/gene.php
http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fphys.2011.00007/full
http://www.nycdentist.com/index.php?fuseaction=atlas.displayImage&¤tPage=3¤tGroup=1
https://www.dentalaegis.com/special-issues/2008/02/review-of-dental-tissue-microstructure-biomodification-and-adhesion
http://www.uth.tmc.edu/courses/dental/pulpalmicro/fig_2.htm
http://www.uu.se/digitalAssets/162/162294_3andersson-ken-sammanf.pdf
http://ki.se/sites/default/files/kompendium_i_oral_biokemi_del_2_0.pdf
Ariklar
Dental Enamel Development: Proteinases and Their Enamel Matrix Substrates
Matrix-Mediated Mineralization in Enamel and the Collagen-Based Hard Tissues
av: Antonio Nanci, PhD, Charles E Smith, DDS, PhD
Protein- mediated enamel mineralization
av: Janet Moradian-Oldak1 Center for Craniofacial Molecular Biology, University of Southern California, Ostrow School of Dentistry, 2250 Alcazar St. Los Angeles, CA, 90033 USA